Aktiv dämpning av en skotarhytt

Sammanfattning: Skogsindustrin har en viktig roll inom den svenska ekonomin genom att skapa många jobbtillfällen samt att den gör Sverige till en av världens största exportörer av träprodukter. För att behålla den här positionen på en tuff marknad tvingas företagen att kontinuerligt förbättra sin produktivitet. Skogsindustrin förlitar sig i huvudsak på två maskiner; en skördare som fäller och kapar träden samt skotaren som transporterar träden från avverkningsplatsen. Ett sätt att öka effektiviteten i denna process är att köra fortare med skotaren utan att försämra komforten för föraren när fordonet kör genom den tuffa terrängen i skogen. Det här examensarbetet undersöker design och implementation av en robust kontrollstrategi för att aktivt dämpa vibrationer i kabinen på en skotare för att förbättra komforten för operatören. Arbetet har begränsats till att använda en befintlig kabinram och hårdvara som tillhandahålls av Komatsu Forest samt tester i labmiljö. Initiala tester gjordes på en cylinder med syftet att bygga upp en förståelse för den avancerade ventilens funktion samt att bestämma de nödvändiga parametrarna hos cylindern. Resultaten från dessa tester gav information om hur ventilen beter sig vid för vissa specifika insignaler samt gjorde det möjligt att modellera friktionen hos cylindern. Efter de initiala testerna användes en kabinram för aktiv dämpning bestående av två platformar länkade med fyra hudrauliska cylindrar. En ventilmodell togs fram med hjälp av tester speciellt avsedda för att identifiera parameterna. Baserat på denna modell togs en linjär hastighetskontroller fram för cylindrarna. Referenssignalen till styrningen togs fram genom att invertera den uppmätta störningen på system. Denna referensignal räknades sedan om till individuella hastighetsreferenser för de enskilda cylindrarna. Ett hårdvarufel i slutet av projektet gjorde att tester inte kunde genomföras med alla fyra cylindrar. På grund av detta gjordes tester enbart på två av cylindrarna och sedan simulerades beteendet för den övre platformen utifrån dessa tester. Systemet testades med roll-rörelser i området 0,5-2 Hz. Testerna visade lovande resultat vad gäller att minska vibrationer särskilt för låga frekvenser. För 0,5 Hz kunde systemet minska störningens amplitud med 63 % och för 1 Hz med 48 %.